JPH04197817A - 電磁サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁サスペンション装置に関する。

（従来の技術） 従来、電磁サスペンション装置としては、例えば、実開
平１−１１６７１０号公報に記載されたものが知られて
いる。

この従来装置は、車体と車輪との間に、シリンダ状に形
成されて車体に固定されたカバーと、このカバー内を摺
動可能に設けられて車輪側に取り付けられたピストンと
を有したサスペンションユニットが設けられ、前記カバ
ー内に固定コイル及び制御コイルが設けられ、前記ピス
トンに固定コイルが設けられた構造となっている。

そして、各コイルへの通電の向き及び電流を制御するこ
とで、コイルの軸方向に制御力（吸引・反発力）を発生
させ、例えば、車高を一定に保つような制御を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の電磁サスペンジョン装
置は、上述のように、電磁コイルの軸方向に生じる制御
力によりサスペンションの制御を行うようにしていたた
め、サスペンションユニットがストロークして電磁コイ
ル間の距離が変化すると、それに応じてコイル間の吸引
・反発力（以下、これを駆動力と称する）が変化してし
まい、正確な制御が難かしいもので、しかも、この場合
、大きな駆動力が必要となるサスペンションユニットの
大ストローク時に駆動力が低下し、微妙な制御を行う小
ストローク時に駆動力が大きくなるもので、非常に制御
が難かしいという問題がある。

また、この従来技術では、コイルに通電した時にしか駆
動力が発生しないものであるから、制御を行う間は、常
に、電磁コイルに通電を必要とし、消費電力が大きくな
るという問題がある。

本発明は、上述の問題に着目して成されたもので、サス
ペンションユニットが大きくストロークしても駆動力が
低下しないばかりか、逆に、大ストローク時に駆動力が
増すようにして、制御性の向上を図ることができ、さら
に、通電しなくても減衰力を発生可能な電磁サスペンシ
ョン装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するだめの手段） 本発明では、上述の目的を達成するために、車体側部材
と車輪側部材の一方に半径方向に磁界を形成する磁界形
成部を形成し、他方の部材に、この磁界に交差するよう
に駆動コイルを設け、さらに、この駆動コイルの抵抗値
を部位により異ならせた。

即ち、本発明の電磁サスペンション装置では、車体と車
輪との間に介在されたサスペンションユニットが、相対
移動可能に形成された車体側部材と車輪側部材とで形成
され、前記車体側部材と車輪側部材との一方に、周状の
間隙中に半径方向の磁界を形成する磁界形成部が形成さ
れ、前記車体側部材と車輪側部材との他方が、前記間隙
に挿入されると共に、この間隙内に配置される部位に、
前記相対移動方向及び半径方向に交差する方向に駆動コ
イルが巻き付けられ、この駆動コイルとして、サスペン
ションユニットの小ストローク時に前記磁界と交差する
部位に巻き付けられた抵抗値の大きな第１コイルと、大
ストローク時に前記磁界と交差する部位に巻き付けられ
た抵抗値の小さな第２コイルとが設けられている手段と
した。

（作　用） 本発明の電磁サスペンション装置では、駆動コイルに通
電した時には、磁界形成部の磁界と交差する向きに電流
が流れるため、前記磁界の向きと通電方向との両方に交
差する方向、即ち、サスペンションユニットのストロー
ク方向に、駆動力が生じる。

従って、この駆動力により、サスペンションユニットは
伸長したり短縮したりする。

よって、この駆動力をサスペンションユニットに対する
入力に抗するように作用させて、外部入力によるサスペ
ンションユニットのストロークを抑制させることができ
る。

駆動コイルに通電しない場合には、サスペンションユニ
ットが外部からの入力によりストロークすると、磁界形
成部の磁界内を駆動コイルが相対移動し、駆動コイルに
あっては、相対速度に比例して誘導電流が発生する。

そして、この誘導電流を駆動コイル及び他の抵抗により
消費することで、サスペンションユニットへの入力エネ
ルギーを消費することができ、減衰が成される。

そして、上述の通電時及び非通電時にかかわらず、サス
ペンションユニットの小ストローク時には、磁界形成部
の磁界と抵抗値の大きな第１コイルとが交差し、比較的
小さな駆動力及び減衰力が発生し、また、サスペンショ
ンユニットの大ストローク時には、磁界形成部の磁界と
抵抗値の小さな第２コオルと交差し、大きな駆動力・減
衰力が発生する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

第１図は、本発明実施例の電磁サスペンション装置の構
成を示す全体図である。

この図において、Ｓはサスペンションユニットを示して
いる。このサスペンションユニットＳは、車体側に連結
される車体側部材１と、車輪側に連結される車輪側部材
２とを有している。

前記車体側部材１は、磁性体で形成されて、図示のよう
に軸心部に設けられた円柱状の内柱１ａと有底円筒状の
外筒１ｂとで、両者間に間隙部１Ｃを有した二重構造に
形成されている。前記内柱１日は、上部に形成されたロ
ッド部１ｄを外筒１ｂの底部に貫通させた状態で、ロン
上部１ｄの先端をボルト部材１ｅに締結して外筒１ｂと
一体に形成されている。また、ロッド部１ｄの外周には
円筒形状の磁石１ｆが設けられ、前記ロッド部１ｄとボ
ルト部材１ｅとの締結力により固定されている。尚、前
記ボルト部材１ｅは、車体取付用のものである。

そして、前記車体側部材１には、外筒１ｂの下側路半分
を内側に膨出させると共に、内柱１ａの下側路半分を外
側に膨出させて、前記間隙１ｃの間隔を狭めた磁界形成
部１９が形成されている。即ち、この車体側部材１は、
磁性体で形成されているために、前記磁石１ｆにより、
図中−点鎖線で示す磁路Ａが形成され、この磁界形成部
１９にあっては、第２図に示すように、半径方向に磁界
が形成されている。尚、磁路Ａの向きは、磁石１ｆの極
性の向きにより異なる。

また、磁界形成部１９と磁石１ｆとの間の位置の内柱１
ａの外周には、補強用コイル１ｈが巻き付けられている
。

一方、前記車輪側部材２は、下端部に底部を有した有底
円柱状に形成され、下端には、車輪側への取付用のボル
ト２日が立設されている。そして、この車輪側部材２は
、開口端部から間隙部１Ｃ内に挿入され、その外周には
車体側部材１に対して微少な隙間を有して駆動コイル３
が巻き付けられている。

この駆動コイル３は、中央に配設された第１コイル３ａ
と、その上下に配設された第２コイル３ｂ、３ｃとで構
成され、各コイル３ａ〜３ｃは、それぞれ、並列に設け
られていると共に、図示を省略したボビンに巻き付けら
れている。

そして、第１コイル３ａは第２コイル３ｂ、３ｃに比べ
て巻数が多く形成されることにより、第１コイル３ａの
抵抗値は大きく、第２コイル３ｂ。

３ｃの抵抗値は小さくなっている。

また、前記車輪側部材２と、内柱１ａ及び外筒１ｂとの
間にはベアリング４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。

また、車輪側部材２の下端と外筒１ｂの下端との間には
、ダストブーツ５が設けられている。

前記駆動コイル３及び補強用コイル１ｈは、制御回路６
に接続されている。

即ち、制御回路６は、補強用コイル１ｈに対し、前記車
体側部材１に形成される磁界と同じ向きに磁界が生じる
ように通電する。

また、この制御回路６は、駆動コイル３に対しては、入
力信号に対応して各コイル３ａ〜３ｃに通電したり、各
コイル３８〜３ｃを短絡させた状態で、図示を省略した
可変抵抗に接続したりする制御を行う。

尚、制御回路６は、入力手段として車高センサ７ａ、加
速度センサアｂ及び荷重センサ７ｃを有し、これらから
の入力に基づき制御を行うようになっている。

前記車高センサ７ａは、サスペンションユニットＳの車
体側部材１と車輪側部材２との間に設けられていて、両
者のストローク量により車高を検出可能に構成されてい
る。

前記加速度センサ７ｂは、車体に取り付けられて車体の
上下方向加速度を検出するもので、上下方向の車体速度
を求めるために設けられている。

前記荷重センサ７ｃは、サスペンションユニットＳの車
体側部材１の取付部分に設けられて、サスペンションユ
ニットＳからの入力荷重を検出するもので、車体側と車
輪側との相対速度を求めるために設けられている。

そして、制御回路６の演算部では、車高センサ７ａから
の入力に基づき、車両姿勢を一定に保つ制御を行うと共
に、加速度センサ７ｂ及び荷重センサ７Ｃからの入力信
号に基づき減衰力制御を行う構成となっている。

尚、この減衰力制御は、例えば、本願出願人による特願
平１−１７７７９２号のような制御を行う。

次に、実施例の作用について説明する。

上述した構成の電磁サスペンション装置は、サスペンシ
ョンユニットＳを自動車の４輪のそれぞれと車体との間
に設け、また、制御回路６及び各センサ７ａ、　　γｂ
、７ｃも、１つのサスペンションユニットＳ毎に設けて
使用するものである。

（イ）減衰力制御時 車両の走行状況に応じ、サスペンションユニットＳにお
いて減衰力を発生させる場合には、各コイル３ａ〜３ｃ
を短絡させて、非通電状態とする。

そうすると、車体側部材１と車輪側部材２との相対速度
に応じて、即ち、磁界形成部１９を通過する駆動コイル
３の速度に正比例して、減衰力が生じる。

このように、減衰力制御を行う場合には、駆動コイル３
に通電することはなく、即ち、全く電力消費することな
く減衰力を得ることができる。

（ロ）姿勢制御時 姿勢制御を行う際には、各センサ７ａ〜７Ｃからの入力
に基づいて得られる車両状況に応じて駆動コイル３に通
電し、この通電の向きに応じサスペンションユニットＳ
の軸方向上向きや下向きに駆動力を発生させて、姿勢制
御を行う。

尚、この駆動力及び前記減衰力の総称として、以後制御
力という言葉を用いる。

この場合、通電する電流値に応じ、駆動力が変化する。

従って、このような駆動力を、例えば、車高変化を打ち
消す向きに発生させることで、車高を一定させることが
できる。また、駆動力を、サスペンションユニットＳを
介して車体へ伝達される路面入力を打ち消す向きに発生
させることで、車体への路面入力をキャンセルして一定
した車体姿勢が得られる。

以上のように、本実施例では、必要に応じサスペンショ
ンユニットＳに減衰力や駆動力を生じさせて、車体への
入力の制御や車体の姿勢制御を行うことができるもので
あるが、第１コイル３ａと第２コイル３ｂ、３ｃとでは
、抵抗値が異なるため、同じ値の電圧をかけていても第
１コイル３ａと第２コイル３ｂ、３ｃとでは流れる電流
値が異なるし、発生する誘導電流も異なる。

従って、小ストローク時と大ストローク時とでは発生制
御力が異なる。

即ち、磁界形成部１９の磁界に対して抵抗値の大きな第
１コイル３ａのみが交差する小ストローク時にあっては
、第１コイル３ａの電流値が低いため、第２図に示すよ
うに電流値に比例して生じる制御力は比較的小さな力と
なる。また、この場合、第１コイル３ａと磁界との距離
関係とは一定であるため、発生制御力は一定値となる。

このように、発生制御力が一定の領域を第２図において
Ｌｏで示す。

従って、制御力の微妙な制御が可能である。

一方、磁界形成部１９の磁界に対して抵抗値の小さな第
２コイル３ｂ、３ｃが交差する大ストローク時にあって
は、第２・３コイル３ｂ、３ｃの電流値が高くなってい
るため、第２図に示すように、この電流値に比例して生
じる駆動力が増加する。

この場合、磁界に交差する第２コイル３ｂ、３ｃの巻き
数が増加するのに比例して発生減衰力も増加するもので
、この領域を図中Ｈｉ１及びＨｉ２で示す。

以上説明したような減衰力制御や姿勢制御を行うにあた
り、本発明実施例装置では、磁界形成部１９において、
半径方向に磁界を形成し、この磁界内を駆動コイル３が
移動するように構成したため、サスペンションユニット
Ｓがストロークしても磁界と駆動コイル３の距離が常に
一定に保たれ、ストローク量が大きくなっても発生制御
力が低下することがないという特徴を有しているばかり
か、本実施例では、微小な制御力を必要とする小ストロ
ーク時には、抵抗値の小さな第１コイル３ａにより、一
定の小さな制御力（減衰力・駆動力）を発生するため、
微妙な制御が可能で制御性が優れると共に、大きな制御
力が必要となる大ストローク時には、ストローク量に比
例して発生制御力が増大するため、制御力が不足するこ
となく制御性に優れているという特徴を有している。

しかも、サスペンションユニットＳに減衰力を生じさせ
る場合には、駆動コイル３に対して駆動電流を与える必
要がないもので、電力を消費することなく制御力（減衰
力）を得ることができるという特徴を有している。

加えて、本実施例にあっては、磁石１ｆにより形成され
る磁界の途中において、軸方向に磁界が形成される部分
に補強用コイル１ｈを設けて磁石１ｆによる磁界を同じ
方向に磁界が生じるように通電しているため、この部分
で、磁束密度の低下が防止されて、磁界形成部１９にお
いて大きな磁力が得られ、それにより、大きな制御力が
得られることが可能であるし、また、大きな制御力を必
要としないときは、通電を解除することで、消費電力を
節約することができるという特徴を有している。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、本
発明の具体的な構成はこれらの実施例に限られるもので
はない。

例えば、実施例では、車体側部材の二重構造に形成した
例を示したが、実施例装置の車輪側と車体側とを逆にし
て、車輪側部材を二重構造に形成してもよい。

また、実施例では、車体側部材において、永久磁石によ
り磁界を形成するようにしたが、電磁石により磁界を形
成するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の電磁サスペンション
装置では、車体側部材と車輪側部材の一方に半径方向に
磁界を形成する磁界形成部を形成し、他方の部材を磁界
に交差して配置すると共にこの部分に駆動コイルを巻き
付け、さらに、この駆動コイルを、小ストロークに対応
する位置に配設した大抵抗の第１コイルと大ストローク
に対応する位置に配設した小抵抗の第２コイルとで構成
した手段としたため、微妙な制御が必要な小ストローク
時には小さな駆動力・減衰力を得ることができ、一方、
大きな力が必要な大ストローク時には大きな駆動力・減
衰力が得られるもので、これにより、制御性に優れてい
るという効果が得られ、しかも、減衰力を得る際には、
通電が不要であり、作動効率の向上を図ることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電磁サスペンション装置を示す
全体図、第２図は実施例装置の発生制御力特性図である
。 Ｓ・・・サスペンションユニット ト・・車体側部材 １ｃ・・・間隙部 １９・・・磁界形成部 ２・・・車輪側部材 ３・・・駆動コイル ３ａ・・・第１コイル ３ｂ・・・第２コイル ３ｃ・・・第２コイル 特許呂願大 株式会社アツギュニシア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車体と車輪との間に介在されたサスペンションユニ
   ットが、相対移動可能に形成された車体側部材と車輪側
   部材とで形成され、 前記車体側部材と車輪側部材との一方に、周状の間隙中
   に半径方向の磁界を形成する磁界形成部が形成され、 前記車体側部材と車輪側部材との他方が、前記間隙に挿
   入されると共に、この間隙内に配置される部位に、前記
   相対移動方向及び半径方向に交差する方向に駆動コイル
   が巻き付けられ、 この駆動コイルとして、サスペンションユニットの小ス
   トローク時に前記磁界と交差する部位に巻き付けられた
   抵抗値の大きな第１コイルと、大ストローク時に前記磁
   界と交差する部位に巻き付けられた抵抗値の小さな第２
   コイルとが設けられたことを特徴とする電磁サスペンシ
   ョン装置。